2017 Fiscal Year Research-status Report
融合分野におけるモノづくり人材育成のためのフィジカルプログラミング学習法開発
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16K00972
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
木村 尚仁 北海道科学大学, 工学部, 教授 (80244838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 隆介 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (80271716)
小島 洋一郎 北海道科学大学, 工学部, 教授 (50300504)
碇山 恵子 北海道科学大学, 未来デザイン学部, 教授 (50337010)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | モノづくり / フィジカルコンピューティング / プログラミング / センサー / アート / 自己効力感 / STEM教育 / STEAM教育 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度はSTEAM教育の実践活動として，「ひらめき☆ときめきサイエンス～ようこそ大学の研究室へ～KAKENHI」として『デジタルモノづくり入門 ～ LEDミニランプ作り&コントロールプログラミング ～』を実施。当研究プロジェクトによって昨年度に開発した，mbedを用いて色が変わりなから点滅するLEDランプについて，基礎を学び，デモ実験を行いながら作製した。また本学公開講座として，中学生を対象としてマイコン，センサーを用いたフィジカルプログラミング講座を実施した。この講座では当研究室学生に企画，運営を担当してもらい，これを通しての教育効果についても検証を行なった。
さらに，北海道教育大学のアート系学生を対象に，新たに当プロジェクトで開発した，センサーやマイコンを利用したSTEAM教育用フォトミン（電子楽器テルミンの光動作版）について，工作講座を実施した。
またSTEAM教育の実践活動としては，当研究室の定番テーマとなっているフルカラーLEDを用いたミニLEDランプ工作について，網走での大人及び高校生向けの公開講座，猿払村での親子工作講座，また猿払村との遠隔モノづくり講座，応用物理学会「リフレッシュ理科教室」，高校生向け模擬講義，高校での出前授業などを実施した。また，LEDと圧電素子を用いた「フリフリ発電器」についても，札幌市青少年会館での本学によるイベント「科学“大”実験」，本学大学祭の場を用いての工作体験講座，札幌開成中等教育学校で開催された「ものづくり学校祭」で活動を実施した。
いずれの講座においても，この取り組みにおける参加者への効果，また学生がスタッフとして参加した場合には，それによる教育効果についても調査を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度，各種センサーを用いたフィジカルプログラミングツールの開発を進めたが，本来はさらに数種のツール開発と，それを用いた学習用プログラム(カリキュラム) を構築を想定していたことから，その部分でやや遅れていると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度には，さらに多種のセンサーを用いたフィジカルプログラミングツールの開発を加速して進め，それに基づいた学習講座を実施する。
平成29年度にアート系学生に向けての講座実施で得られた経験から，再度アート系学生，またさらに異分野の学生らを対象として，自分フィジカルプログラミングツールを使って自主的に作品を作り上げる学習カリキュラムのデザインをしていく。
また参加学生自身のアイデアに基づいてておもちゃやゲームなどの作品制作を行い，自律的な学びを進める。 以上のプログラムにおいて，実施時の学習者の様子，理解度，終了後の講座に対するアンケート，および聞き取りにより，フィジカルプログラミングツールの改良，学習プログラム， テキスト改訂を行い完成をめざす。
本研究で開発したツールと学習プログラムを実践するとともに，その人材育成のための教育面での効果について効果測定を行う。その結果を精査して，次期の新たな電子系モノづくり工学教育 ツールの開発に繋げていくことをめざす。
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| Causes of Carryover |
(理由) 「研究実績の概要」で述べた通り，各種センサーを用いたフィジカルプログラミングツールの開発がやや遅れているため，また，各実践講座実施において，参加者が当初余裕を見込んで計上していたよりも人数が少なかったため，関連部品・材料，機器の購入において，当初の研究計画から見ると余剰が生じることとなった。またそれに伴い，研究成果発表についても，当初の予定よりも遅れている。
(使用計画) 各種センサーを用いたフィジカルプログラミングツールの開発の遅れている部分に ついては平成30年度に引き続き進めていく予定である。そのため，当該助成金はこの年度において開発用の関連部品・材料，機器の購入に使用する見込みである。また平成30年度には，論文発表，国際会議発表なども予定しており，参加のために経費を使用する予定である。
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